Los hologramas son una parte omnipresente de nuestras vidas. Están en nuestras billeteras, protegiendo las tarjetas de crédito, efectivo y licencias de conducir del fraude, en escáneres de tiendas de comestibles y dispositivos biomédicos.
Aunque la tecnología holográfica ha existido durante décadas, los investigadores aún luchan por hacer que los hologramas compactos sean más eficientes, complejos y seguros.
Los investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard han programado la polarización en hologramas compactos. Estos hologramas utilizan nanoestructuras que son sensibles a la polarización la dirección en la que vibra la luz para producir diferentes imágenes dependiendo de la polarización del incidenteluz. Este avance, que funciona en todo el espectro de la luz, mejora los hologramas antifraude y los que se utilizan en pantallas de entretenimiento.
La investigación se describe en Avances en ciencias.
"La novedad en esta investigación es que al usar nanotecnología, hemos creado hologramas que son altamente eficientes, lo que significa que se pierde muy poca luz para crear la imagen", dijo Federico Capasso, profesor de física aplicada de Robert L. Wallace.y Vinton Hayes Senior Research Fellow en Ingeniería Eléctrica y autor principal del artículo. "Al usar la luz polarizada incidente, puede ver una imagen más nítida y puede almacenar y recuperar más imágenes. La polarización agrega otra dimensión a los hologramas que se pueden usar para protegercontra la falsificación y en aplicaciones como pantallas ".
La Oficina de Desarrollo de Tecnología de Harvard ha presentado patentes sobre esta y otras tecnologías relacionadas y está buscando activamente oportunidades comerciales.
Los hologramas, como las fotografías digitales, capturan un campo de luz alrededor de un objeto y lo codifican en un chip. Sin embargo, las fotografías solo registran la intensidad de la luz, mientras que los hologramas también capturan la fase de la luz, por lo que los hologramas parecen tridimensionales.
"Nuestros hologramas funcionan como cualquier otro, pero la imagen producida depende del estado de polarización de la luz que ilumina, proporcionando un grado adicional de libertad en el diseño para aplicaciones versátiles", dijo Mohammadreza Khorasaninejad, becario postdoctoral en el Laboratorio Capasso y primer autor deel papel.
Hay varios estados de polarización. En la luz polarizada linealmente, la dirección de la vibración permanece constante, mientras que en la luz polarizada circularmente gira en sentido horario o antihorario. La dirección de rotación es la quiralidad.
El equipo construyó patrones nanoestructurados de silicio sobre un sustrato de vidrio, que actúan como superpíxeles. Cada superpíxel responde a un cierto estado de polarización de la luz incidente. Incluso se puede codificar más información en el holograma diseñando y organizando las nanofins para que respondan de manera diferente aLa quiralidad de la luz incidente polarizada.
"Ser capaz de codificar la quiralidad puede tener aplicaciones importantes en la seguridad de la información, como la lucha contra la falsificación", dijo Antonio Ambrosio, científico investigador en el Laboratorio Capasso y coautor principal. "Por ejemplo, se pueden hacer que se muestren hologramas quirales para mostraruna secuencia de ciertas imágenes solo cuando se ilumina con luz de polarización específica desconocida para el falsificador ".
"Al usar diferentes diseños de nanofin en el futuro, uno podría almacenar y recuperar muchas más imágenes empleando luz con muchos estados de polarización", dijo Capasso.
Debido a que este sistema es compacto, tiene aplicación en proyectores portátiles, películas en 3D y ópticas portátiles.
"Los sistemas modernos de imágenes de polarización requieren la conexión en cascada de varios componentes ópticos, como divisores de haz, polarizadores y placas de onda", dijo Ambrosio. "Nuestra meta-superficie puede distinguir entre la polarización incidente utilizando una superficie dieléctrica de una sola capa".
"También hemos incorporado en algunos de los hologramas una función de lente que nos ha permitido producir imágenes en ángulos grandes", dijo Khorasaninejad. "Esta funcionalidad combinada con un tamaño pequeño y ligero, tiene un potencial significativo para aplicaciones de óptica ponible".
Este trabajo fue apoyado en parte por la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea Google Inc. y Thorlabs Inc.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Harvard . Original escrito por Leah Burrows. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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